Curso Conexoes Elétricas

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Considerações sobre Conexões Elétricas
Pablo Mourente Miguel
Rio de Janeiro, 6 de junho de 2005
Sobre o autor
Pablo Mourente Miguel, nascido 1951, é engenheiro
eletricista formado pela Escola de Engenharia da UFRJ em 1975.
Obteve o grau de mestre em ciências pela COPPE-UFRJ em 1981
e o de doutor em ciências também pela COPPE-UFRJ em 1984.
Desde 1987 mantém a Mourente Engenharia e Consultoria Ltda.,
escritório especializado em consultoria em engenharia elétrica. As principais
áreas de atuação são consultoria em análise de sistemas de potência e
estudos de coordenação de isolamento.
i
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
Índice
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................................................1
2 CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS USADOS EM CONEXÕES ELÉTRICAS .................................................2
2.1 COBRE.............................................................................................................................................................2
2.1.1 DUCTILIDADE ..............................................................................................................................................2
2.1.2 RESISTÊNCIA À CORROSÃO ..........................................................................................................................2
2.1.3 LIGAS .........................................................................................................................................................2
2.1.3.1 LATÃO ................................................................................................................................................2
2.1.3.2 BRONZE..............................................................................................................................................2
2.1.3.3 COBRE-CROMO ...................................................................................................................................2
2.1.3.4 COBRE-BERILIO...................................................................................................................................2
2.2 ALUMÍNIO.........................................................................................................................................................3
2.2.1 DUCTILIDADE ..............................................................................................................................................3
2.2.2 RESISTÊNCIA À CORROSÃO ..........................................................................................................................3
2.2.3 EFEITOS DE ARCO ELÉTRICO ........................................................................................................................3
2.2.4 AÇÃO GALVÂNICA ........................................................................................................................................3
2.2.5 COMPATIBILIDADE COM MATERIAIS ISOLANTES ..............................................................................................3
2.2.6 COMPARAÇÃO COM O COBRE .......................................................................................................................3
2.3 PANTAL............................................................................................................................................................4
2.4 BRONZE ...........................................................................................................................................................4
2.5 AÇO.................................................................................................................................................................4
2.6 DADOS CARACTERÍSTICOS DOS PRINCIPAIS MATERIAIS CONDUTORES .................................................................4
2.7 OXIDAÇÃO DOS MATERIAIS CONDUTORES ..........................................................................................................5
2.8 CORROSÃO DOS CONDUTORES..........................................................................................................................6
2.8.1 CORROSÃO GALVÂNICA ...............................................................................................................................6
2.8.2 CORROSÃO POR CAVIDADES (“CREVICE”)......................................................................................................6
2.9 DILATAÇÃO DOS CONDUTORES..........................................................................................................................7
2.10 RECOZIMENTO DOS CONDUTORES .....................................................................................................................7
2.11 ACABAMENTO DAS SUPERFÍCIES DE CONTATO ...................................................................................................7
2.11.1 ANODIZAÇÃO DO ALUMÍNIO.......................................................................................................................8
2.11.2 PREPARAÇÃO DAS SUPERFÍCIES DE CONTATO...........................................................................................8
2.11.2.1 LIMPEZA .............................................................................................................................................8
2.11.2.2 REMOÇÃO DE IRREGULARIDADES .........................................................................................................8
2.11.2.3 REMOÇÃO DA CAMADA DE ÓXIDO..........................................................................................................8
2.11.2.3.1 VASELINA OU PETROLATUM ............................................................................................................................8
2.11.2.3.2 COMPOSTOS PARA JUNÇÕES ELÉTRICAS COBRE-ALUMÍNIO .................................................................................8
2.12 EFEITO DA TEMPERATURA NA RESISTÊNCIA MECÂNICA .......................................................................................9
3 CÁLCULO DA AMPACIDADE DE BARRAMENTOS ...................................................................................11
3.1 BARRAMENTOS RÍGIDOS .................................................................................................................................13
3.2 BARRAMENTOS FLEXÍVEIS...............................................................................................................................20
4 EFEITO ELETRODINÂMICO..................................................................................................................22
5 EXPANSÃO LONGITUDINAL DE BARRAMENTOS ....................................................................................24
6 JUNTAS APARAFUSADAS...................................................................................................................25
6.1 FURAÇÕES PADRONIZADAS .............................................................................................................................28
6.2 CONEXÕES APARAFUSADAS COM CONECTORES EM BRONZE OU ALUMÍNIO ........................................................30
ii
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
6.3 PROCEDIMENTO PARA APERTO DOS PARAFUSOS..............................................................................................30
6.4 FERRAMENTAS PARA APERTO DOS PARAFUSOS ...............................................................................................31
6.4.1 TORQUIMETROS ........................................................................................................................................31
6.4.2 CHAVES....................................................................................................................................................317 JUNTAS PREFORMADAS ....................................................................................................................32
8 JUNTAS POR COMPRESSÃO ...............................................................................................................34
9 JUNTAS SOLDADAS...........................................................................................................................35
9.1 JUNTAS SOLDADAS EM COBRE ........................................................................................................................35
9.2 JUNTAS DE ALUMÍNIO SOLDADAS.....................................................................................................................35
10 MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA DE CONTATO............................................................................................36
11 MEDIÇÃO DE TEMPERATURA DE CONEXÕES........................................................................................37
11.1 ETIQUETAS SENSÍVEIS À TEMPERATURA...........................................................................................................37
11.2 TINTAS SENSÍVEIS À TEMPERATURA.................................................................................................................37
11.3 TERMOPARES.................................................................................................................................................37
11.4 SENSORES RESISTIVOS DE TEMPERATURA (RTD) ............................................................................................38
11.5 TERMÔMETROS INFRAVERMELHOS ..................................................................................................................38
11.5.1 RESOLUÇÃO ÓTICA DO TERMÔMETRO .....................................................................................................38
11.5.2 EMISSIVIDADE DA SUPERFÍCIE ................................................................................................................39
11.6 PLANEJAMENTO DA MEDIÇÃO DE TEMPERATURA DE CONEXÕES........................................................................39
11.7 IMAGEM TÉRMICA............................................................................................................................................40
11.7.1 FAIXA DE COMPRIMENTO DE ONDA DE 2 A 5 µM.......................................................................................40
11.7.2 FAIXA DE COMPRIMENTO DE ONDA DE 7 A 14 µM. ....................................................................................40
11.7.3 RESOLUÇÃO ÓTICA................................................................................................................................40
11.7.4 AJUSTE DE EMISSIVIDADE ......................................................................................................................40
11.8 PLANEJAMENTO DA MEDIÇÃO POR IMAGEM TÉRMICA ........................................................................................40
12 REFERÊNCIAS ..................................................................................................................................43
1
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
1 Introdução
As conexões elétricas apresentam grande importância nas instalações elétricas. Uma conexão defeituosa
pode provocar falhas com graves conseqüências, tais como a ruptura de um condutor ou mesmo um curto-circuito.
Um dos principais problemas detectados nas conexões elétricas defeituosas decorre da elevação de temperatura
excessiva. Essa elevação de temperatura decorre de vários motivos:
• Corrosão devido à exposição a agentes climáticos,
• Corrosão devido à escolha indevida de materiais,
• Afrouxamento devido à dilatação durante os devidos ciclos térmicos.
Cada um desses motivos pode ser evitado no projeto e confecção da conexão ou pelo menos ter seus
efeitos mitigados e controlados. É importante que seja escolhido um tipo de conexão adequado, para isso os
materiais envolvidos devem ser selecionados de modo a evitar a corrosão. A oxidação deve ser evitada pela
proteção da conexão através de compostos selantes compatíveis com os materiais existentes na conexão. O
aperto dos parafusos deve ser feito com torque suficiente para não permitir o afrouxamento devido aos ciclos
térmicos. Ao mesmo tempo deve-se evitar produzir fendas ou rachaduras nos materiais condutores, o que poderia
propiciar o aparecimento de corrosão por “crevice”.
Além dos cuidados no projeto e na confecção se faz a cada dia mais importante o acompanhamento do
estado das conexões. O acompanhamento pode ser realizado com o uso de:
• Intervenções invasivas, tais como a medição direta da resistência de contato, reaperto periódico das
conexões;
• ou por meio de verificações não invasivas, tais como a medição da temperatura por meio de
termômetros infravermelhos ou imagem térmica;
Com esses cuidados o estado das conexões pode ser acompanhado e evitar dessa forma a ocorrência de um
ponto aquecido que leve a uma falha mais grave.
2
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
2 Características dos materiais usados em conexões elétricas
2.1 Cobre
O cobre apresenta o aspecto de um material avermelhado, de fácil processamento. Devido a abundância e
a facilidade de processamento o cobre já foi o material condutor mais usado. Mas redução na disponibilidade na
natureza e aumentos de preço levaram a que fosse substituído em parte pelo alumínio.
2.1.1 Ductilidade
Pode ser manuseado das seguintes formas:
• Fundido;
• Forjado;
• Laminado;
• Trefilado;
• Usinado;
O cobre sofre um endurecimento quando trabalhado mecanicamente, mas um processo de recozimento
(forte aquecimento seguido de um resfriamento natural) restaura as condições de maleabilidade.
2.1.2 Resistência à corrosão
O cobre quando aquecido sofre oxidação, que vai penetrando mais e mais profundamente. O cobre
oxidado não é um bom condutor elétrico e assim a temperatura tende a aumentar, até que ocorre a ruptura do
material. Em temperaturas acima de 88 °C o cobre sofre oxidação mesmo com ar seco. A presença de amônia
também provoca oxidação no cobre. O cobre é afetado também pelo dióxido de enxofre.
2.1.3 Ligas
O cobre forma ligas com: manganês, níquel, zinco, estanho e alumínio – esses materiais provocam
endurecimento da liga de alumínio, isto é, reduzem a ductilidade. O manganês, fósforo e estanho aumentam a
resistência mecânica da liga.
2.1.3.1 Latão
Liga com baixa condutividade e alta resistência mecânica.
2.1.3.2 Bronze
Liga com boa condutibilidade e elevada resistência à corrosão.
2.1.3.3 Cobre-cromo
Liga com 80% da condutividade do cobre puro.
2.1.3.4 Cobre-berilio
Liga com 48% da condutibilidade do cobre puro.
3
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
2.2 Alumínio
Dos metais condutores o alumínio é o mais abundante, porém nunca é encontrado em estado puro devido
à elevada afinidade que o faz reagir com outros elementos. Essa afinidade faz com que a produção de ligas seja
facilitada e assim as suas características podem ser trabalhas em função do comportamento desejado. No
entanto isso faz com que os custos de refino aumentem e diminui a condutibilidade.
2.2.1 Ductilidade
O alumínio é facilmente trabalhado por:
• Laminação – a barra ou lingote de alumínio é submetido a roletes girando em direções opostas e
sofre um processo de alongamento;
• Trefilação;
• Moldagem – uma placa de alumínio é feita girar e a placa vai sendo deformada por pressão
exercida por uma peça de madeira, processo usado para a confecção de eletrodos com simetria
cilíndrica;
• Estampagem;
• Fundição.
2.2.2 Resistência à corrosãoA resistência à corrosão é muito elevada, exceto quando em presença de atmosfera salina. Uma camada
resistente de óxido de alumínio se forma rapidamente em qualquer superfície exposta ao ar. Essa camada é
impermeável e protege o restante do objeto. Para ambientes agressivos a anodização da superfície pode ser
necessária.
2.2.3 Efeitos de arco elétrico
O alumínio resiste à formação de erosão pelas raízes do arco elétrico melhor do que os outros metais
condutores.
2.2.4 Ação galvânica
O alumínio é um dos materiais mais anódicos, isto é, doador de elétrons. Quando colocado em contato
com cobre ou ferro na presença de um eletrólito (por exemplo, água) forma-se uma diferença de potencial que faz
com que o alumínio ceda elétrons. Com isso ocorre erosão no alumínio, porém deixando o material catódico
inalterado.
2.2.5 Compatibilidade com materiais isolantes
O alumínio não exibe nenhuma das propriedades de combinação com o enxofre mostradas pelo cobre e
dessa forma não produz graxas quando em contato com óleo. Os materiais isolantes não aderem à superfície do
alumínio.
2.2.6 Comparação com o cobre
Para a mesma ampacidade um condutor de alumínio deve ter uma seção transversal 1,66 vezes maior que
a de um condutor de cobre. Nessas condições o condutor de alumínio apresenta 75% da resistência mecânica e
55% do peso, quando comparado com o condutor de cobre. As dimensões maiores fazem com que o condutor de
alumínio seja melhor refrigerado e que seja reduzido o efeito corona. Para uso em cubículos e painéis as
limitações de espaço devem ser consideradas.
4
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
2.3 Pantal
Liga de alumínio com manganês e silício, usada quando se deseja maior resistência mecânica do condutor.
Os barramentos de alumínio são fabricados a partir desta liga, sendo o material tratado essencialmente da mesma
forma que o alumínio.
2.4 Bronze
Liga de cobre com estanho, usada quando se requer boa condutibilidade e resistência à corrosão.
2.5 Aço
O aço não é dos melhores condutores de eletricidade e calor, assim o seu uso em condutores elétricos é
restrito à função de reforço, por exemplo:
• ACSR – Aluminum Cable Steel Reinforced – cabo de alumínio com reforço de aço;
• CCSR – Copper Cable Steel Reinforced – cabo de cobre com reforço de aço;
• Copperweld;
• Alumaweld;
2.6 Dados característicos dos principais materiais condutores
As principais propriedades dos materiais condutores 1 2 estão listadas na tabela 2.1.
Tabela 2.1 – Dados característicos dos principais materiais condutores
Propriedade Un.
Cobre
eletrolítico
Alumínio
eletrolítico
Pantal Bronze Aço
 galv.
Densidade 3
kg
dm 8,9 2,7 2,7 8,5 7,85
Condutividade a 20°C 2
m
mmΩ × 56 35 30 ≅ 18 ≅ 7
Condutividade a 60°C 2
m
mmΩ × 48 30 26 ≅ 16 ≅ 6
Resistividade especifica a 20°C
2
mm
m
Ω ×
0,0178 0,0286 0,0333 ≅ 0,0555 ≅ 0,143
Coeficiente de variação da resistividade
com a temperatura (entre 0 e 100 °C)
1
K 0,0038 0,0040 0,0036 0,0024 0,005
Calor especifico (entre 0 e 100 °C)
cal
g K 0,094 0,22 0,22 0,095 0,116
Ponto de fusão C° 1083 658 630 ≅ 912 1400
Coeficiente de dilatação com a
temperatura (entre 0 e 100 °C)
mm
m K× 0,017 0,024 0,023 0,018 0,012
Módulo de Elasticidade GPa 110 65 70 ≅ 90 210
Limite térmico da densidade de corrente
(ver nota 1) 2
A
mm 154 102 89 91 -
Limite de fusão da densidade de corrente
(ver nota 2) 2
A
mm 3060 1910 1690 1900 -
Nota 1 – O limite térmico é determinado pela corrente que provoca a elevação de temperatura de 35°C para 200°C em 1 s.
Nota 2 – O limite de fusão é determinado pela corrente que provoca a elevação de temperatura de 35°C até o ponto de
 fusão em 10 ms.
 
1
 Bureau of Reclamation – Facilities Instructions, Standards and Techniques – Vol. 3.3 – Electrical
Connections for Power Circuits – Nov. 1991
2
 BBC – Switchgear Manual – Brown, Boveri & CIE – 1975
5
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
A partir desses dados pode-se estabelecer alguns termos de comparação entre os materiais, por exemplo:
Tabela 2.2 - Condutores de mesma seção transversal
Propriedade
Cobre
eletrolítico
Alumínio
eletrolítico
Pantal Bronze Aço
 galv.
Peso 100 30 30 95 88
Condutância 100 62,5 53,5 32 12,5
Corrente para a mesma elevação
de temperatura
100 ≅ 80 ≅ 74 ≅ 57 ≅ 36
Tabela 2.3 - Condutores com a mesma condutância
Propriedade
Cobre
eletrolítico
Alumínio
eletrolítico
Pantal Bronze Aço
 galv.
Peso 100 48,5 56 300 700
Seção transversal 100 160 187 310 800
Diâmetro 100 127 137 177 284
Limite térmico de corrente 100 106 122 171 -
Corrente de fusão 100 100 116 180 -
Tabela 2.4 - Condutores com a mesma elevação de temperatura
Propriedade
Cobre
eletrolítico
Alumínio
eletrolítico
Pantal Bronze Aço
 galv.
Peso 100 42 46 204 350
Seção transversal 100 137 152 213 400
Diâmetro 100 117 123 146 200
Limite térmico de corrente 100 93 98 125 -
Corrente de fusão 100 87 03 131 -
2.7 Oxidação dos materiais condutores
A oxidação da superfície dos materiais condutores provoca a formação de uma camada de resistividade
elevada, que afeta a resistência de contato e provoca o aquecimento nessa região. Para assegurar o contato
elétrico essa camada deve ser removida, mas em poucas horas a camada de óxido já se terá formado. Assim se
faz necessário o uso de compostos selantes que evitem o contato do ar com a superfície limpa do condutor.
No caso do cobre a pressão de contato provoca a ruptura da cama de óxido de cobre e permite que as
duas superfícies entrem em contato e se estabeleça uma conexão com baixa resistência de contato. Assim, no
caso do cobre, a resistência de contato depende da pressão entre as duas superfícies.
No caso do alumínio, a camada de óxido de alumínio é tão resistente que a pressão de contato não a
rompe. Essa camada é praticamente invisível e assim apesar do aspecto limpo e brilhante da superfície é difícil
obter uma baixa resistência de contato. A superfície deve ser escovada e lixada e imediatamente aplicado um
composto selante.
Figura 2.1 – Camada de óxido de alumínio
6
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
2.8 Corrosão dos condutores
A corrosão é um processo eletrolítico em que um material cede elétrons. A corrosão não constitui uma
preocupação para condutores de cobre ou ligas de cobre. Mas no caso de condutores de alumínio e suas ligas a
umidade deve ser mantida afastada para evitar a corrosão anódica.
2.8.1 Corrosão galvânica
A tabela 2.5 mostra a classificação dos metais em função do seu potencial eletrolítico. A posição relativa
dos metais na lista mostra qual será corroído quando estiverem em contato através de uma solução eletrolítica
(por exemplo água). Quanto mais distantes na lista, maior será a corrosão.
Tabela 2.5 – Potencial eletrolitico dos metais
Ânodo (lado corroído)
Magnésio (-2,34)
Alumínio (-1,67)
Duralumínio (liga de alumínio e cobre)
Zinco (-0,76)
Ferro (-0,44)
Cádmio (-0,40)
Níquel (-0,25)
Estanho (-0,14)
Chumbo (-0,13)
Hidrogênio (0,00)
Latão (ligas de cobre e zinco)
Bronze (ligas de cobre e estanho)
Cobre (+0,34)
Prata (+0,80)
Ouro (+1,50)
Platina
Cátodo (lado protegido)
O material localizado mais acima na lista será corroído em relação a um localizado mais abaixo, assim
pode-se verificar que o alumínio será corroído quando em contato com o cobre. Assim na confecção de
conectores para juntas de cobre-alumínio a parte do conector em alumínio deverá apresentar maiores dimensões,esse princípio construtivo é denominado “Eletrodo anódico massivo”. O objetivo é fazer com que a densidade de
corrente seja menor na peça de alumínio e assim diminuir o efeito da corrosão.
2.8.2 Corrosão por cavidades (“crevice”)
Conexão eletrolítica também pode ocorrer entre dois metais similares devido à concentração de oxigênio
ou corrosão por “crevice” 3 4. Quando um metal está em contato com um eletrólito forma-se uma diferença de
potencial na superfície de contato conforme a concentração de oxigênio. Nesse caso ocorre corrosão nas regiões
onde existe menor concentração de oxigênio. Nas fendas, fissuras e ranhuras a superfície do metal está em
contato com o ar, assim a corrosão se dá no fundo das fendas, fissuras e ranhuras aprofundando a sua
profundidade e podendo levar à quebra do material. Convém utilizar um material vedante para manter a umidade
fora das fissuras e ranhuras.
O alumínio é muito sensível a esse tipo de corrosão, assim a superfície de contato entre dois condutores
de alumínio deve ser tratada com material impermeabilizante. O cobre é menos sensível a esse tipo de corrosão,
mas de todas as formas é conveniente manter a conexão impermeabilizada para prevenir a oxidação.
 
3
 Bureau of Reclamation – Facilities Instructions, Standards and Techniques – Vol. 3.3 – Electrical Connections for Power
Circuits – Nov. 1991
4
 Ramanathan L. V. Corrosão e seu controle – Hemus
7
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
2.9 Dilatação dos condutores
Os metais sofrem dilatação com o aumento de temperatura, assim no caso de barramentos deve ser
considerado esse efeito. O coeficiente de dilatação dos principais condutores é mostrado na tabela 2.6 5.
Tabela 2.6 – Coeficiente de dilatação dos metais condutores
Metal αααα (nota 1)
( 1/ °C )
Aço 12 x 10-6
Ferro 12 x 10-6
Alumínio 24 x 10-6
Bronze 18 x 10-6
Níquel 11 x 10-6
Platina 13 x 10-6
Latão 19 x 10-6
Cobre 17 x 10-6
Estanho 23 x 10-6
Zinco 29 x 10-6
Chumbo 28 x 10-6
Prata 19 x 10-6
Ouro 15 x 10-6
Nota 1 – Entre 0 e 100 °C
O aumento de dimensões será dada por:
2
3
l L
S S
V V
α
α
α
∆ = ∆Θ
∆ = ∆Θ
∆ = ∆Θ
onde α - coeficiente de dilatação linear,
L – comprimento da peça antes do aquecimento,
∆Θ - elevação de temperatura, expressa em Celsius,
S – área da peça antes do aquecimento,
V – volume da peça antes do aquecimento.
2.10 Recozimento dos condutores
O recozimento ocorre quando um metal é fortemente aquecido e deixado resfriar naturalmente, esse
processo reduz a dureza do material e assim é indesejável a sua ocorrência em condutores. O efeito do
recozimento é cumulativo, assim a ocorrência de sobrecargas cíclicas deve ser considerada e a temperatura deve
ficar bastante abaixo do valor que provoque o recozimento.
2.11 Acabamento das superfícies de contato
Todos os metais formam uma película de óxido metálico na superfície exposta. Alguns desses óxidos
metálicos apresentam menor dureza e são facilmente rompidos quando duas peças metálicas são postas em
contato. Outros óxidos metálicos no entanto são extremamente resistentes e se não removidos provocam um
aumento considerável na resistência da conexão.
Assim é comum aplicar-se na região de contato entre as partes condutoras uma camada de acabamento
formada por um metal que apresente um óxido facilmente rompido. A película de óxido de prata é facilmente
rompida quando submetida a pressão. Assim o prateamento da superfície de contato traz a vantagem de reduzir
a resistência de contato. Alternativamente utiliza-se o estanho ou o níquel para acabamento da superfície de
contato.
A aplicação da camada de acabamento pode ser feita:
• Em forma de tinta, por exemplo, tintas à base de prata,
 
5
 Casillas A. L. – Máquinas Formulário Técnico - 1963
8
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
• Pela deposição de uma camada de metal fundido através da ação de calor,
• Imersão em um banho de metal fundido, por exemplo estanho;
• Aplicação manual, através de um maçarico aquece-se a região de contato e espalha-se pó de
estanho sobre essa região aquecida, o estanho derrete e adere ao metal condutor e forma uma
capa sobre a área de contato.
Com esse tipo de acabamento basta o aperto das duas partes da conexão para conseguir um bom contato
elétrico.
2.11.1 Anodização do alumínio
A anodização é um processo eletrolítico aplicado a peças de alumínio para aumentar a resistência a
corrosão e abrasão. O alumínio é imerso como eletrodo anódico em uma solução ácida diluída e assim forma-se
uma camada porosa de óxido de alumínio sobre a superfície da peça. Essa camada porosa pode absorver
corantes para colorir a superfície da peça e receber um processo de selagem através da hidratação do óxido de
alumínio.
A camada anodizada sendo formada por óxido de alumínio apresenta portanto baixa
condutividade e não será empregada na região de contato.
2.11.2 Preparação das superfícies de contato
2.11.2.1 Limpeza
A preparação das superfícies de contato começa pela limpeza. A superfície deve ser liberada de restos de
material isolante aderidos, poeira e resíduos de óleo.
2.11.2.2 Remoção de irregularidades
Caso existam irregularidades na superfície de contato essas devem ser removidas mecanicamente, de modo
a fazer com que as duas superfícies se apresentem lisas e com o encaixe o mais completo possível.
2.11.2.3 Remoção da camada de óxido
Os óxidos metálicos não são bons condutores, assim devem ser removidos. Essa remoção pode ser feita
com lixa ou escova de aço. A camada de óxido se forma rapidamente, assim tão logo a camada de óxido tenha
sido removida a superfície de contato deve ser preparada e protegida para evitar que a camada de óxido se forme
novamente. Essa proteção pode ser feita por:
• Acabamento da superfície, seja por prateamento, estanhamento ou niquelamento;
• Aplicação de compostos apropriados que vedam o contato da superfície metálica com o ar e com a
umidade.
Devido à rápida formação da camada de óxido em condutores de alumínio era recomendado que se
procedesse à aplicação do composto antes da limpeza. Depois a superfície era limpa com o uso de escova de
aço. Atualmente se recomenda efetuar primeiro a limpeza e imediatamente depois aplicar o composto protetor.
2.11.2.3.1 Vaselina ou Petrolatum
Foi praticamente o primeiro composto a ser usado para proteção de emendas elétricas e prevenir a
ocorrência de oxidação. Seu princípio de funcionamento é o de manter a superfície livre de contato direto com ar
e umidade. Ainda hoje é usado na proteção de contatos de cobre e cobre estanhado.
2.11.2.3.2 Compostos para junções elétricas cobre-alumínio
As junções cobre-alumínio ou alumínio-alumínio são mais críticas posto que a formação da camada de
óxido no alumínio é mais rápida e resistente, assim essas junções devem ser protegidas. Para esse fim existem
alguns produtos comercializados pela Alcoa 6. Esses produtos se apresentam na forma de graxas e podem ser
aplicadas manualmente ou por meio de pistolas especiais.
• Alcoa Filler Compound – Esse composto é recomendado para conectores de compressão,
conforme o conector é apertado o composto se distribui sobre a superfície dos condutores
selando o contato com ar e umidade. É usado na conexão de cabos ACSR.
 
6
 mais informações podem ser encontradas em www.alcoa.com/afl_tele/aca/catalog/pdf/specifications
9
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
• Alcoa EJ-2 – indicado para juntas alumínio-alumínio, contém aditivos quimicos que reagem como óxido de alumínio e o removem. Deve ser evitado em conexões de cobre estanhado, pois
existem informações de ação corrosiva sobre esse tipo de superfície. Também deve-se evitar a
aplicação onde exista isolamento termoplástico. Se apresenta estável em temperaturas até
80°C. É usado em barramentos.
• Alnox - indicado para conexões alumínio-alumínio e cobre-alumínio expostas ao tempo. Pode
ser usado em superfícies de cobre estanhado e resiste a temperaturas de até 260°C.
• Alnox-UG – Esse composto é adequado para conexões de cobre e alumínio, mesmo na
presença de isolamentos termoplásticos. Se apresenta estável em temperaturas abaixo de
190°C
Além desses existem outros produtos, tais como o:
• Pentox A da Burndy - baseado em zinco;
• Alcan UJC baseado em dióxido de titânio.
O princípio de funcionamento é sempre o mesmo, a base é uma vaselina e misturada a essa base
partículas de óxido metálico (zinco ou titânio). As partículas de óxido ao serem comprimidas quebram a camada
de óxido de cobre ou de alumínio e estabelecem um contato entre as superfícies e a vaselina impede a
penetração de umidade e contato com o ar, prevenindo a formação de óxido de cobre ou alumínio.
2.12 Efeito da temperatura na resistência mecânica
O comportamento de um metal sujeito a esforços mecânicos é caracterizado pelo módulo de elasticidade e
pelo ponto de escoamento. Ao ser submetida a esforços uma peça de metal sofre um alongamento e se o esforço
for retirado a peça retorna a suas dimensões originais, essa região é denominada região elástica. Caso o esforço
continue sendo aumentado, chega-se a um ponto onde depois de retirado o esforço a peça não mais retorna a
suas dimensões originais. Nesse caso ultrapassou-se o limite de escoamento e entrou-se na região plástica.
Aumentando ainda mais o esforço a peça se romperá.
Um barramento formado por perfis metálicos deve ser dimensionado para suportar os esforços decorrentes
de um curto-circuito. A suportabilidade do barramento depende basicamente da distância entre os condutores, da
posição dos isoladores e pontos de apoio e do material do perfil metálico. É desejável que após o curto-circuito o
barramento retorne às condições originais, assim o barramento deve ser dimensionado de modo a permanecer na
região elástica mesmo durante os esforços oriundos de curto-circuitos.
Figura 2.2 – Comportamento de uma peça metalica
10
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
Para materiais como o cobre e o alumínio em que o ponto de ruptura não é bem definido, utiliza-se o
esforço que corresponde a uma deformação permanente de 0,2 % em lugar do ponto de ruptura. A resistência
mecânica de um metal varia com a temperatura, diminuindo conforme a temperatura aumenta. Essa redução é
mais acentuada no alumínio do que no cobre. A temperatura dos barramentos não deve ultrapassar a:
• 180°C para condutores de alumínio;
• 200°C para condutores de cobre.
Tabela 2.7 – Resistência mecânica do alumínio em função da temperatura
Temperatura
( °C )
Módulo de
Elasticidade
( GPa )
Ponto de
escoamento
( Gpa )
Alongamento de
ruptura
(%)
20 130 120 5
100 120 110 5
160 110 100 7
250 30 30 60
11
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
3 Cálculo da Ampacidade de barramentos
A temperatura dos condutores é extremamente importante, posto que a resistividade dos metais
condutores varia com a temperatura. Assim a elevação de temperatura provoca um aumento na resistência dos
condutores e provoca o aumento das perdas por efeito Joule. Num barramento a capacidade de condução de
corrente será dada pelo equilíbrio entre o calor gerado pelas perdas e o calor dissipado por irradiação.
O calor gerado depende da corrente circulando no condutor e da resistência do condutor, sendo as perdas
por efeito Joule dadas por: 2 2LP R I I
S
ρ= = .
Caso o condutor esteja em ambiente exposto há que se considerar ainda a energia absorvida por
irradiação solar, dada por:
SP dζ ψ=
onde ζ - coeficiente de absorção da superfície do condutor (máximo =1, para superfícies escuras),
ψ - radiação solar, aproximadamente 2800 W
m
,
d – máxima dimensão transversal do condutor.
A potência dissipada depende:
• Da diferença de temperatura entre o condutor e o meio ambiente;
• Da resistência térmica entre o condutor e o meio ambiente, assim um condutor recoberto com
uma capa termoplástica dissipa menos potência;
• Da emissividade da superfície, assim uma superfície fosca ou oxidada dissipa menos potência
do que uma superfície pintada;
• Do efeito de correntes de ar (no caso de barramentos dentro de cubículos o ar é considerado
parado);
Assim pode-se estabelecer um modelo que representa a troca de calor entre o condutor e o meio
ambiente, sendo a resistência térmica entre o condutor e o meio ambiente a representação de todas as oposições
ao fluxo de calor saindo do condutor.
Figura 3.1 – Modelo simplificado da troca de calor entre o condutor e o meio ambiente
12
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
A potência dissipada por emissão através do ar, será dada por:
( ) ( )4 4273,1 273,1E L c aP K Sξ  = + Θ − + Θ  
onde 60,105 10K −= × ,
ξ - coeficiente de emissividade da superfície do condutor,
0,9 – condutor pintado,
0,4 – condutor nu,
0,6 – condutor de cobre oxidado naturalmente,
0,5 – condutor de alumínio oxidado naturalmente,
LS - superfície lateral do condutor,
cΘ - temperatura do condutor,
aΘ - temperatura do meio ambiente.
No caso de condutores abrigados não se considera a irradiação solar e nem o efeito do vento. A corrente
que estabelece o equilíbrio entre a potência dissipada por efeito Joule no condutor e a potência dissipada para o
meio ambiente é dada por:
( ) ( )4 4273,1 273,1L c aK S S
I
ξ
ρ
 + Θ − + Θ
  
=
onde ρ - resistividade do material condutor,
S – área da seção reta do condutor.
Para barramentos instalados dentro de cubículos 7 a temperatura ambiente é considerada 35°C e a
elevação de temperatura permitida é de 30 °C para juntas aparafusadas não estanhadas e de 65 °C para juntas
aparafusadas com as superfícies estanhadas. O fator de correção da ampacidade em função da temperatura do
barramento e da temperatura ambiente é mostrado na figura 3.2.
Figura 3.2 – Fator de correção da ampacidade em função da temperatura
 
7
 IEEE Std C37.20.1 – IEEE Standard for Metal-Enclosed Low-Voltage Power Circuit Breaker Switchgear - 1993
13
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
Para condutores instalados fora de cubículos deve ser considerado o efeito das correntes de ar na
remoção de calor. A potência dissipada pelo efeito do vento e correntes de ar é empiricamente estimado por 8:
( )0,3 0,520,7 0,35 0,47 RevP d γ= +
onde Re d v
η
= - número de Reynolds,
615,68 10η −= × - viscosidade cinemática do ar,
v – velocidade do ar (normalmente se considera 0,5 m/s),
d – maior dimensão da seção transversal do condutor.
No caso de existir um outro condutor dissipando calor para o meio ambiente, a dissipação de um condutor
afeta a temperatura do outro, conforme mostrado na figura 3.3.
Figura 3.3 – Efeito de aquecimento mútuo entre dois condutores
3.1 Barramentos rígidos
A seção reta do condutor tem uma grande importância na ampacidade do barramento, principalmente no
caso de corrente alternada. Devido ao efeito pelicular a densidade de corrente não é uniforme ao longo do
condutor, mas se concentra principalmente na periferia. Dessa forma o material condutor na parte central do
condutor não é tão efetivo quantoo material da periferia do condutor. Daí a vantagem de utilizar condutores ocos
ou tubulares e perfis, posto que esses tem o material condutor colocado na região onde a sua utilização é mais
efetiva.
A profundidade de penetração de corrente em um material condutor é dada por:
mf µpi
ρδ =
onde ρ - resistividade do material,
µ - permeabilidade magnética do material condutor,
f - freqüência da corrente.
Na freqüência industrial, tem-se:
 
8
 Weedy B. M. – Electric Power Systems – Chapter 11 – Overhead Lines and Underground Cables – John Wiley & Sons - 1979
14
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
• Para o cobre - 
6
7
0,0178 10 8,669
4 10
mm
f
δ
pi pi −
×
= =
×
;
• Para o alumínio - 
6
7
0,0286 10 10,988
4 10
mm
f
δ
pi pi −
×
= =
×
;
• Para o Pantal - 
6
7
0,0333 10 11,857
4 10
mm
f
δ
pi pi −
×
= =
×
A distribuição de corrente em um condutor de espessura muito maior do que a profundidade de
penetração vai decrescendo de forma exponencial com a distância à superfície do condutor.
Figura 3.4 – Densidade de corrente em um condutor sólido com 50 mm de espessura
Para distâncias da ordem de grandeza da profundidade de penetração a densidade de corrente já se
reduz a 36,7% da densidade na superfície. Assim não se deve usar condutores com espessura acima da
profundidade de penetração, posto que o material condutor existente na parte central teria pouca utilização na
condução de corrente. Na figura 3.4 pode ser vista a variação de densidade de corrente para um condutor com
espessura de 50mm, em cobre ou Pantal. Note-se que a região central do condutor é percorrida por uma
densidade de corrente bastante reduzida, sendo portanto mal aproveitado. Por essa razão os condutores são
construídos a partir de várias barras, cada uma com espessura não superior a 10 mm.
Mas mesmo com os condutores fabricados com barras, o campo magnético entre as barras ligadas em
paralelo vai afetar a distribuição de corrente entre as diversas barras. Cada barra é acoplada magneticamente
com as demais barras, principalmente com as barras vizinhas. Assim as barras centrais acabam por conduzir
menos corrente que as barras laterais 9. A tabela 3.1 mostra a distribuição de corrente para sete barras em
paralelo, igualmente espaçadas.
 
9
 BBC – Switchgear Manual – Brown, Boveri & CIE – 1975
15
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
Tabela 3.1 – Distribuição de corrente entre 7 barras em paralelo
Condutor 1 2 3 4 5 6 7
Percentual de
corrente na barra
25,6 14,2 7,5 5,4 7,5 14,2 25,6
Note-se que as barras centrais são praticamente desperdiçadas, por essa razão não se utilizam mais de
quatro barras em paralelo. Mesmo no arranjo com quatro barras em paralelo, existe a necessidade de espaçar as
barras na região central (barras 2 e 3) de modo a reduzir o acoplamento entre elas e conseguir uma distribuição
de corrente mais uniforme. O espaçamento entre as barras 2 e 3 deve ser acima de 50 mm para ser efetivo.
Distâncias maiores melhoram a distribuição de corrente, mas aumentam a dimensão do barramento.
Tabela 3.2 – Distribuição de corrente entre 4 barras em paralelo
Condutor 1 2 3 4
Percentual de
corrente na barra
26,7 23,3 23,3 26,7
Figura 3.5 – Arranjo com 4 barras
Quando o arranjo com 4 barras não for suficiente deve-se adotar perfis U contrapostos, esse arranjo traz a
vantagem de ter o material condutor distribuído na periferia e deixar a região central vazia.
Figura 3.6 – Arranjo com perfilados U contrapostos
16
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
Tabela 3.3 – Ampacidade de barras retangulares de cobre eletrolítico
Ampacidade de condutores pintados
(A)
Ampacidade de condutores nus
(A)
Dimensões
(mm)
Área
(mm2)
Peso
(kg/m) 1 2 3 4 1 2 3 4
12 x 2 23,5 0,209 117 192 217 103 173 205
15 x 2 29,5 0,262 141 228 248 122 201 235
15 x 3 44,5 0,396 178 300 362 154 268 343
0 0 0 0 0 0
20 x 2 39,5 0,351 180 287 297 154 251 283
20 x 3 59,5 0,529 225 374 431 194 331 409
20 x 5 99,1 0,882 295 532 692 260 475 656
20 x 10 199 1,77 472 878 1254 406 784 1121
25 x 3 74,5 0,663 273 447 499 233 391 473
25 x 5 124 1,11 365 629 797 311 557 755
0 0 0 0 0 0
30 x 3 89,5 0,796 320 517 563 271 452 536
30 x 5 140 1,33 425 722 897 360 638 851
30 x 10 299 2,66 642 1140 1587 544 1007 1406
0 0 0 0 0 0
40 x 3 119 1,05 413 657 689 348 570 656
40 x 5 199 1,77 544 904 1083 458 794 1036
40 x 10 399 3,55 808 1397 1900 2451 679 1226 1682 2166
50 x 5 249 2,22 662 1083 1264 1910 554 944 1197 1824
50 x 10 499 4,44 969 1634 2204 2803 809 1435 1938 2470
60 x 5 299 2,66 785 1264 1435 2195 654 1093 1368 2100
60 x 10 599 5,33 1121 1862 2480 3126 940 1634 2185 2755
80 x 5 399 3,55 1017 1596 1739 2689 841 1378 1663 2584
80 x 10 799 7,11 1425 2290 3012 3734 1178 2005 2651 3278
100 x 5 499 4,44 1235 1910 2043 3135 1026 1644 1948 3031
100 x 10 988 8,89 1720 2708 3534 4304 1416 2356 3097 3781
120 x 10 1200 10,7 2005 3116 4057 4874 1653 2717 3553 4275
160 x 10 1600 14,2 2565 3924 5092 6004 2109 3411 4446 5254
200 x 10 2000 17,8 3126 4722 6109 7116 2556 4095 5330 6213
Temperatura ambiente – 35 °C Temperatura do condutor – 65 °C freqüência = 60 Hz
17
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
Tabela 3.4 – Ampacidade de tubos de cobre eletrolítico
Ampacidade para instalação
Interno
Ampacidade para instalação
Exterior
Diâmetro
externo
(mm)
Espessura
(mm)
Área
(mm2)
Peso
(kg/m) Pintado Nu Pintado Nu
2 113 1,01 365 313 437 427
3 160 1,43 434 372 521 508
4 201 1,79 486 416 582 569
5 236 2,10 526 451 631 616
20
6 264 2,35 561 481 673 656
2 188 1,68 572 483 645 627
3 273 2,44 689 580 777 754
4 352 3,14 780 658 881 855
5 424 3,78 855 722 969 938
32
6 490 4,37 924 780 1045 1017
2 239 2,13 707 593 775 751
3 349 3,11 854 715 937 907
4 452 4,04 969 814 1064 1036
5 550 4,90 1074 897 1178 1140
40
6 641 5,72 1159 969 1273 1235
3 443 3,95 1064 882 1131 1093
4 578 5,16 1207 1007 1292 1245
5 707 6,31 1340 1112 1425 1378
6 829 7,40 1454 1207 1549 1492
50
8 1060 9,42 1615 1349 1729 1663
3 565 5,04 1321 1093 1368 1321
4 741 6,61 1511 1254 1568 1511
5 911 8,13 1672 1387 1729 1663
6 1070 9,58 1824 1511 1891 1815
63
8 1380 12,3 2043 1691 2119 2033
3 726 6,47 1663 1368 1672 1606
4 955 8,52 1910 1568 1919 1834
5 1180 10,5 2119 1729 2119 2033
6 1400 12,4 2309 1891 2318 2223
80
8 1810 16,1 2594 2128 2603 2499
3 914 8,15 2062 1682 2014 1919
4 1210 10,8 2366 1929 2309 2204
5 1490 13,3 2622 2138 2565 2451
6 1770 15,8 2869 2337 2803 2679
100
8 2310 20,6 3240 2641 3164 3021
4 1460 13,0 2822 2280 2689 2556
5 1810 16,1 3135 2537 2993 2841
6 2150 19,2 3430 2784 3268 3116
8 2820 25,1 3867 3135 3696 3515
120
10 3460 30,8 4180 3382 3981 3791
4 1960 17,5 3715 2993 3477 3297
5 2440 21,7 4133 3325 3867 3667
6 2900 25,9 4532 3648 4237 4019
8 3820 34,1 5130 4123 4798 4551
160
10 4710 42,0 5539 4456 5187 4912
5 3060 27,3 5168 4133 4760 4503
6 3660 32,6 5624 4494 5187 4902
8 4830 43,0 6365 5092 5871 5548
10 5970 53,2 6888 5510 6356 6004
200
12 7090 63,2 7230 5776 6669 6308
18
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
Tabela 3.5 – Ampacidade de barras retangulares de alumínio eletrolítico
Ampacidade de condutores pintados
(A)
Ampacidade de condutores nus
(A)
Dimensões
(mm)
Área
(mm2)
Peso
(kg/m) 12 3 4 1 2 3 4
12 x 2 23,5 0,0633 92 152 169 80 135 160
15 x 2 29,5 0,0795 112 181 194 95 158 183
15 x 3 44,5 0,120 141 239 285 120 211 269
20 x 2 39,5 0,107 143 228 233 121 196 220
20 x 3 59,5 0,161 179 296 339 151 258 320
20 x 5 99,1 0,268 241 424 542 203 372 510
20 x 10 199 0,538 373 694 1007 314 611 895
25 x 3 74,5 0,201 217 353 391 181 306 371
25 x 5 124 0,335 290 500 623 242 437 588
0 0 0 0 0 0
30 x 3 89,5 0,242 254 410 442 211 447 419
30 x 5 140 0,403 338 576 702 280 625 664
30 x 10 299 0,808 509 908 1273 423 790 1140
40 x 3 119 0,323 329 523 541 271 447 513
40 x 5 199 0,538 433 724 853 357 625 808
40 x 10 399 1,08 643 1121 1568 2081 529 979 1387 1805
50 x 5 249 0,673 528 870 998 1501 432 747 945 1444
50 x 10 499 1,35 774 1330 1843 2413 634 1150 1625 2100
60 x 5 299 0,808 622 1017 1131 1729 506 865 1074 1663
60 x 10 599 1,62 903 1530 2090 2727 735 1321 1843 2356
80 x 5 399 1,08 808 1292 1387 2138 654 1093 1330 2071
80 x 10 799 2,16 1159 1900 2527 3287 934 1634 2261 2841
100 x 5 499 1,35 998 1568 1644 2527 804 1321 1577 2451
100 x 10 988 2,70 1406 2271 2955 3819 1131 1948 2651 3297
100 x 15 1500 4,04 1710 2765 3544 4266 1378 2375 3059 3211
120 x 10 1200 3,24 1644 2613 3363 4332 1321 2242 3040 3734
120 x 15 1800 4,86 1986 3154 4028 4788 1596 2708 3468 4133
160 x 10 1600 4,32 2109 3297 4171 5330 1691 2812 3800 4579
160 x 15 2400 6,47 2537 3933 4969 5814 2024 3363 4285 5007
200 x 10 2000 5,40 2575 3971 4969 6327 2052 3382 4551 5425
200 x 15 3000 8,09 3069 4703 5928 6831 2451 4019 5102 5881
Temperatura ambiente – 35 °C Temperatura do condutor – 65 °C freqüência = 60 Hz
19
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
Tabela 3.6 – Ampacidade de tubos de alumínio eletrolítico
Ampacidade para instalação
Interno
Ampacidade para instalação
Exterior
Diâmetro
externo
(mm)
Espessura
(mm)
Área
(mm2)
Peso
(kg/m) Pintado Nu Pintado Nu
2 113 0,305 290 244 347 336
3 160 0,433 345 290 413 400
4 201 0,544 387 325 463 448
5 236 0,636 418 352 501 485
20
6 264 0,713 442 372 530 513
2 188 0,509 454 375 512 493
3 273 0,739 546 452 617 593
4 352 0,950 620 512 700 673
5 424 1,15 680 562 768 738
32
6 490 1,32 731 604 825 793
2 239 0,645 561 461 616 590
3 349 0,942 678 565 744 713
4 452 1,22 772 634 847 811
5 550 1,48 851 697 933 894
40
6 641 1,73 918 752 1007 969
3 443 1,20 842 684 897 855
4 578 1,56 960 838 1026 979
5 707 1,91 1064 864 1131 1083
6 829 2.24 1150 934 1226 1169
50
8 1060 2,85 1302 1055 1387 1321
3 565 1,53 1055 847 1083 1036
4 741 2,00 1207 969 1245 1178
5 911 2,46 1330 1074 1378 1311
6 1070 2,90 1444 1169 1492 1416
63
8 1380 3,73 1644 1321 1701 1615
3 726 1,96 1321 1055 1330 1254
4 955 2,58 1520 1216 1520 1435
5 1180 3,18 1682 1349 1691 1596
6 1400 3,77 1824 1463 1834 1729
80
8 1810 4,89 2090 1672 2090 1976
3 914 2,47 1634 1302 1596 1501
4 1210 3,26 1881 1492 1834 1729
5 1490 4,03 2090 1663 2043 1919
6 1770 4,78 2271 1805 2223 2090
100
8 2310 6,24 2603 2062 2537 2385
4 1460 3,94 2242 1767 2138 1995
5 1810 4,88 2489 1967 2375 2223
6 2150 5,80 2717 2138 2594 2423
8 2820 7,60 3107 2451 2964 2774
120
10 3460 9,33 3411 2689 3249 3040
4 1960 5,29 2955 2309 2765 2575
5 2440 6,57 3287 2575 3078 2860
6 2900 7,84 3591 2803 3354 3126
8 3820 10,3 4123 3221 3857 3591
160
10 4710 12,7 4522 3534 4237 3933
5 3060 8,27 4076 3164 3762 3487
6 3660 9,87 4456 3458 4104 3800
8 4830 13,0 5121 3971 4722 4370
10 5970 16,1 5624 4370 5187 4807
200
12 7090 19,1 6014 4665 5539 5130
20
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
Como o alumínio possui menor resistência mecânica do que o cobre fabricam-se além das barras e tubos,
perfis U. Esses perfis apresentam maior rigidez e podem ser combinados de modo a produzir um barramento
mais resistente.
Tabela 3.7 – Ampacidade de perfis U de alumínio eletrolítico
Peso
(kg/m)
Área
(mm2)
Ampacidade de perfis
pintados
(A)
Ampacidade de perfis
nus
(A)
Altura
(mm)
Base
(mm)
e
(mm)
d
(mm)
1 2 1 2 1 2 1 2
60 30 4 25 448 896 1,22 2,44 836 1710 651 1302
80 37,5 6 25 858 1720 2,32 4,64 1387 2413 1083 1900
100 37,5 8 25 1270 2540 3,47 6,94 1900 3278 1473 2565
120 45 10 30 1900 3800 5,17 10,3 2584 4465 1995 3563
140 52,5 11 35 2450 4900 6,66 13,3 3183 5510 2470 4370
160 60 12 40 3070 6140 8,34 16,7 3800 6650 2945 5130
180 67,5 13 45 3760 7520 10,2 20,4 4513 7790 3610 6080
200 75 14 50 4510 9020 12,2 24,4 5225 9025 4085 7030
Temperatura ambiente – 35 °C Temperatura do condutor – 65 °C freqüência = 60 Hz
3.2 Barramentos flexíveis
Também podem ser confeccionados barramentos flexíveis com cabos ACSR. A elevação de temperatura
será obtida da mesma forma, isto é,
• calcula-se as perdas por efeito Joule no condutor, 2 2LP R I I
S
ρ= = .
• Caso o condutor esteja em ambiente exposto há que considerar-se ainda a energia absorvida
por irradiação solar, SP dζ ψ=
onde ζ - coeficiente de absorção da superfície do condutor (máximo =1, para superfícies
 escuras),
 ψ - radiação solar, aproximadamente 2800 W
m
,
 d – diâmetro do condutor.
• Calcula-se a potência dissipada por emissão através do ar,
( ) ( )4 4273,1 273,1E c aP K dξ pi  = + Θ − + Θ  
onde 60,057 10K −= × ,
 ξ - coeficiente de emissividade da superfície do condutor,
0,6 – condutor de cobre oxidado naturalmente,
0,5 – condutor de alumínio oxidado naturalmente,
 cΘ - temperatura do condutor,
 aΘ - temperatura do meio ambiente.
• Calcula-se a potência dissipada pelo efeito do vento e correntes de ar, sendo essa potência
empiricamente dada por 10: ( )0,3 0,520,7 0,35 0,47 RevP d γ= +
 
10
 Weedy B. M. – Electric Power Systems – Chapter 11 – Overhead Lines and Underground Cables – John Wiley & Sons -
1979
21
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
onde Re d v
η
= - número de Reynolds,
615,68 10η −= × - viscosidade cinemática do ar,
v – velocidade do ar (normalmente considera-se 0,5 m/s),
d – diâmetro do condutor.
• O ponto de equilíbrio será encontrado igualando as perdas por efeito Joule, assim pode-se
determinar a ampacidade do cabo.
• No entanto nos barramentos flexíveis os cabos são dimensionados principalmente por
outros fatores e assim geralmente basta que se verifique que a potência dissipada fique
acima das perdas Joule.
22
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
4 Efeito eletrodinâmico
Condutores elétricos conduzindo corrente exercem uma força de atração ou repulsão entre si. Dessa
forma quando a corrente de curto-circuito circula pelos barramentos e pelos equipamentos essas forças aparecem
entre os condutores. Caso os condutores não sejam adequadamente suportados, podem sofrer deformações e
tocarem-se ou até mesmo romper-se. Para evitar isso os barramentos e os equipamentos devem ser
dimensionados para suportar os esforços produzidos pela corrente de curto-circuito.
Figura 4.1 – Barramento
No caso particular de dois um barramento formado por condutores paralelos a força entre os condutores
será dada por 11:
• Força entre os condutores Principais N
a
lIFH
20
2pi
µ
=
• Força entre os subcondutores 
2
0
2
T
T
T
lIF N
n a
µ
pi
 
=  
 
Sendo pI - corrente de crista, expressa em Ampères;
 n – número de subcondutores em cada condutor principal.
Como a força entre os condutores depende da amplitude da corrente, é possível perceber que o
dimensionamentodeve ser feito para o maior valor de corrente de curto-circuito, ou seja para o valor de crista pI
Figura 4.2 – Corrente assimétrica
 
11
 BBC – Switchgear Manual – Brown, Boveri & CIE – 1975
23
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
Assim para um barramento com corrente de curto-circuito simétrica de 40 kA e corrente dinâmica de
100kAp, tem-se que os esforços serão dados por:
• Força entre os condutores Principais ( )7 22 30 4 10 1,0100 10 100002 2 0,2H lF I Naµ pipi pi
−×
= = × =
• Força entre os subcondutores
1 2
2 3
22 7 3
0
22 7 3
0
4 10 100 10 1,0 1111
2 2 3 0,01
4 10 100 10 1,0 555,5
2 2 2 3 2 0,01
T
T
T
T
T
T
lIF N
n a
lIF N
n a
µ pi
pi pi
µ pi
pi pi
−
−
−
−
 × × 
= = =       
 × × 
= = =     ×   
Como existem três subcondutores a força de repulsão entre eles será dada pela soma da força de
repulsão entre cada um deles, Além disso deve ser somada a força de atração existente com os outros
condutores principais. Assim obtém-se uma distribuição de forças bastante complexa e que foge ao escopo deste
texto 12.
Assim os isoladores e suportes, assim como as juntas e conexões, deverão suportar esses esforços.
Figura 4.3 – Força entre os barramentos principais
 
12
 Mourente – Considerações sobre o dimensionamento de barramentos
24
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
5 Expansão longitudinal de barramentos
A dilatação no condutor provocará o surgimento de esforços nos isoladores e pode provocar a deformação
do condutor, a deformação do isolador ou até mesmo a ruptura. O esforço que surge devido à dilatação pode ser
calculado igualando-se o aumento de comprimento do condutor devido à elevação de temperatura com o
alongamento que é sofrido por um corpo metálico sob a ação de força de tração.
F Ll L
E S
α
×∆ = ∆Θ =
×
Figura 5.1 – Esforços devido à dilatação do barramento
Assim a força provocada pela dilatação do condutor será dada por:
F E Sα= ∆Θ
onde α - coeficiente de dilatação,
E – módulo de elasticidade do material condutor,
S – área da seção reta do condutor,
∆Θ - elevação de temperatura, expressa em Celsius.
Os esforços no barramento aparecem no isolador, dependendo do comprimento do isolador o momento na
base pode ser bastante elevado. Para evitar esforços exagerados pode-se usar um suporte deslizante no
barramento, assim um lado é fixo e o outro desliza sobre o isolador. A continuidade do isolamento é garantida
através de elementos flexíveis, tais como cordoalhas ou conectores de expansão.
Figura 5.2 – Conector de expansão de barramento em cobre
Figura 5.3 – Conector de expansão de barramento em alumínio
25
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
6 Juntas aparafusadas
A superfície de um condutor por mais uniforme e lisa que possa parecer é na realidade formada por uma
sucessão de picos e depressões. A altura e profundidade desses picos e depressões é da ordem de 50 a 150 µm,
dependendo do grau de acabamento da superfície de contato. Assim ao colocar duas superfícies condutoras em
contato a área real de contato é bastante reduzida, sendo dada apenas pelo contato entre os picos da superfície
metálica.
Figura 6.1 – Acabamento superficial visto em microscopio eletronico
O fluxo de corrente se dá então nesses pontos de contato e assim a densidade de corrente nesses pontos
será muito elevada e esses pontos podem sofrer aquecimento excessivo e oxidar. Com isso aumentam a
resistência de contato e o aquecimento da conexão.
Na conexão entre dois condutores é necessário então aplicar força suficiente para que os picos de cada
superfície sejam esmagados e assim aumente a área de contato entre os dois condutores. Esse efeito de
esmagamento dos picos pode ser detectado pela variação da resistência de contato com a pressão aplicada.
Como a altura dos picos é da ordem de 100 µm, a força a ser aplicada deve ser suficiente para esmagar esses
picos, ou seja:
eF S E
e
∆
=
onde E – módulo de elasticidade,
S – área de contato,
e – espessura do condutor,
e∆ - variação de espessura devido à força aplicada.
Essa força pode também ser expressa em termos da pressão aplicada na conexão,
F eP E
S e
∆
= =
Sendo a espessura da barra dependente da ampacidade do barramento, ou seja, a barra será tanto mais
espessa quando maior a corrente a conduzir, tem-se que a pressão a ser aplicada depende:
• Do material, quanto maior o módulo de elasticidade maior a pressão a ser aplicada,
• Da deformação relativa que se necessita aplicar, ou seja, quanto maior o valor de e
e
∆
, maior
será a pressão requerida no contato.
Como o material condutor continua submetido às leis da física, se a pressão aplicada exceder o ponto de
escoamento o material condutor deixa de estar na região elástica e passa para a região plástica, quando a
deformação passa a ser permanente. Caso a pressão passe do ponto de ruptura o material sofrerá fissuras e
isso pode dar origem a pontos de corrosão por “crevice”. No entanto uma pressão da ordem de 2 a 5 Mpa é
26
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
suficiente para conseguir uma resistência de contato na faixa de 150 µΩ, o que fica bastante abaixo da tensão de
escoamento do material condutor.
Com o aquecimento os materiais condutores se dilatam e isso provoca um aumento da pressão de contato
e com isso a deformação é aumentada. Estando o material na região elástica, ao ocorrer o resfriamento o material
se contrai e volta exatamente às dimensões anteriores. Mas se o material entrou na região plástica ao resfriar não
retorna às dimensões anteriores e a pressão na conexão diminui. Com isso aumenta a resistência de contato e o
aquecimento e a cada sobrecarga a situação se repete levando a um afrouxamento da conexão.
A figura 6.2 mostra a variação da resistência de contato com a pressão em uma conexão aparafusada.
Pode-se notar que devido à elasticidade do material ao afrouxar a conexão a resistência de contato não segue a
mesma curva do aperto da conexão.
Figura 6.2 – Resistência de contato em função da pressão de contato
O torque aplicado para apertar o parafuso não é um procedimento seguro para garantir a pressão de
contato, posto que parte do torque é usada para vencer o atrito do parafuso com a superfície e com a porca.
Assim um parafuso previamente lubrificado exercerá maior pressão de contato para o mesmo valor de torque
usado no aperto.
Para evitar que esse processo de afrouxamento ocorra, é utilizado nas conexões aparafusadas um
dispositivo elástico que permite ao mesmo tempo um ajuste da pressão em funcionamento e uma medição da
pressão aplicada durante o aperto. Trata-se de arruelas de pressão também conhecidas como molas “Belleville”
Ao apertar o parafuso a força aplicada sobre a superfície do condutor é exercida em uma região pequena e
assim a superfície pode sofrer deformação. Recomenda-se a colocação de uma arruela lisa entre a mola
Belleville e a superfície do condutor. Os parafusos, arruelas, molas Belleville e porcas devem ser de aço
inoxidável, de modo a evitar a corrosão com a superfície do material condutor.
A pressão de contato na junta aparafusada será medida pela deformação das molas Belleville. A
deformação recomendada da mola é abaixo de 75%, assim essas molas asseguram que mesmo durante o
processo de dilatação a pressão de contato será mantida dentro da faixa necessária.
27
MourenteConsiderações sobre Conexões Elétricas
Tabela 6.1 – Molas Belleville 13
Percentual de deflexão
30% 45% 75% 90%
Di
(mm)
Esp.
(mm)
Altura
Cone
(mm)
Altura
Total
(mm)
Deflexão
(mm)
Força
(N)
Deflexão
(mm)
Força
(N)
Deflexão
(mm)
Força
(N)
Deflexão
(mm)
Força
(N)
4,04 0,43 0,20 0,63 0,06 114 0,12 214 0,15 261 0,18 307
4,96 0,40 0,29 0,69 0,09 108 0,17 188 0,22 222 0,26 253
6,55 0,60 0,35 0,95 0,11 225 0,21 409 0,26 492 0,32 571
6,60 0,60 0,39 0,99 0,12 194 0,23 346 0,29 412 0,35 475
9,70 0,70 0,49 1,19 0,15 300 0,29 528 0,37 624 0,44 715
8,20 0,60 0,55 1,15 0,17 205 0,33 338 0,41 387 0,50 430
8,20 0,70 0,55 1,25 0,17 297 0,33 510 0,41 596 0,50 674
9,70 0,80 0,54 1,34 0,16 383 0,32 680 0,41 807 0,49 927
9,70 0,90 0,55 1,45 0,17 534 0,33 965 0,41 1156 0,50 1338
9,70 1,00 0,50 1,50 0,15 596 0,30 1110 0,38 1347 0,45 1577
9,90 0,80 0,85 1,65 0,26 502 0,51 791 0,64 884 0,77 958
9,90 0,90 0,85 1,75 0,26 655 0,51 1070 0,64 1219 0,77 1347
9,90 1,00 0,85 1,85 0,26 839 0,51 1411 0,64 1633 0,77 1831
10,20 1,22 0,75 1,97 0,23 1297 0,45 2342 0,56 2804 0,68 3243
12,20 1,50 0,55 2,05 0,17 1238 0,33 2379 0,41 2926 0,50 3464
13,00 0,90 0,85 1,75 0,26 596 0,51 973 0,64 1108 0,77 1225
Note-se que dependendo da deformação imposta às molas Belleville se varia a força aplicada à conexão.
Quando uma única arruela não for suficiente para que se obtenha a força desejada pode-se efetuar associações
de arruelas, conforme mostrado na figura 6.3.
 
13
 Tabelas com dados técnicos mais detalhados das molas Belleville podem ser encontrados em www.bellevillesprings.com
28
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
Figura 6.3 – Associação de molas Belleville
6.1 Furações padronizadas
A pressão de contato aplicada entre as superfícies condutoras por um parafuso é maior na região do
parafuso. Conforme ocorre um afastamento do eixo do parafuso a pressão de contato tende a diminuir
dependendo da rigidez do material condutor. Por essa razão juntas aparafusadas devem ter mais parafusos
quanto maior for a área de contato. Para barras de seção retangular a furação deve seguir a padronização
mostrada na tabela 6.2.
Tabela 6.2 – Furação padronizada para barras de seção retangular
Largura da barra
Tipo 12 a 50 mm 25 a 60 mm 60 mm 80 a 120 mm 160 a 200 mm
Final de
barra
nota 1
nota 1
Junta
em T
nota 1 nota 1
b d e1 b d e1 e2 b d e1 e2 e3 b e1 e2 e3 b e1 e2 e3
12 5,5 6 25 11 12,5 30 60 14 17 26 26 80 20 40 50 160 20 40 40
15 6,6 7,5 30 11 15 30 - - - - - 100 20 40 50 200 20 40 50
20 9 10 40 14 20 40 - - - - - 120 20 40 50 - - - -
25 11 12,5 50 14 20 40 - - - - - - - - - - - - -
30 11 15 60 14 20 40 - - - - - - - - - - - - -
40 14 20 - - - - - - - - - - - - - - - - -
Dim.
(mm)
50 14 25 - - - - - - - - - - - - - - - - -
Nota 1 – Com barras de largura igual a superior a 120 mm, ranhuras devem ser usadas.
Nas barras com largura de 60 mm, os furos precisam ser desencontrados para que exista espaço para a
cabeça do parafuso e para entrada da ferramenta de aperto. Com barras de largura igual ou superior a 120 mm a
barra se torna muito rígida e ranhuras devem ser introduzidas. A finalidade das ranhuras é assegurar flexibilidade,
de forma que a barra possa se deformar ligeiramente para que as superfícies se assentem.
Considere-se uma conexão aparafusada entre duas barras de 80 mm. A sobreposição dos condutores na
junta pode ser obtida da tabela 6.2 de furação e será de 1 2 1 20 40 20 80e e e mm+ + = + + = . O que significa que
a área de contato será de 21 2 1( ) 80 80 6400b e e e mm× + + = × = . Para uma pressão de contato de 2 Mpa=2
N/mm2, a força de compressão necessária será de 12800 N. Sendo 4 parafusos de 12 mm, tem-se que cada uma
das 8 molas Belleville deverá fornecer uma força de 1600 N, o que corresponde a uma mola Belleville com
diâmetro interno de 12,20 mm, espessura de 1,50 mm e aproximadamente 40% de deformação.
29
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
Da mesma forma para barramentos usando perfilados U também deve ser obedecida uma padronização na
furação.
Tabela 6.3 – Furação padronizada para barras em perfil U
Perfil h b1 e b2 b3 e4 e5
U 60 60 30 4 50 - - -
U 80 80 37,5 6 50 - - -
U 100 100 37,5 8 80 - 20 40
U 120 120 45 10 80 - 20 40
U 140 140 52,5 11 100 - 25 50
U 160 160 60 12 120 60 30 60
U 180 180 67,5 13 140 50 25 45
U 200 200 75 14 160 60 30 50
h de 60 a 80 mm h de 100 a 160 mm h de 180 a 200 mm
Final
de
Barra
b4 de 12 a 50 mm
h de 60 a 200 mm
b4 de 60 mm
h de 80 a 200
b4 de 80 a 120 mm
h de 100 a 200 mm
b4 de 80 a 100 mm
h de 80 a 100 mm
b4 12 15 20 25 30 40 50
Junta
em
T
d 5,5 6,6 9 11 11 14 14
h de 60 a 80 mm h de 100 a 160 mm h de 180 a 200 mm
Talas
30
Mourente Considerações sobre Conexões Elétricas
6.2 Conexões aparafusadas com conectores em bronze ou alumínio
No caso de conectores fundidos em bronze ou alumínio os parafusos são do mesmo material do conector e
não se utilizam as molas Belleville. Assim existe a necessidade de observar o torque aplicado ao parafuso, de
modo a evitar a deformação ou ruptura do parafuso e do corpo do conector. A tabela 6.4 mostra o torque que
deve ser aplicado ao parafuso (previamente lubrificado).
Tabela 6.4 – Torque recomendado em parafusos
Torque recomendado para parafusos deDiâmetro do parafuso
(mm) Bronze-Silício(N.m)
Alumínio
(N.m)
Aço 1 2
(N.m)
6,6 8 - 12
9 14 11 40
10 23 15 55
12 48 31 100
16 68 54 245
20 88 75 480
Notas: 1 – Parafusos de aço devem sempre ser usados com molas Belleville.
 2 – Usar parafusos de aço inoxidável com liga não magnética em conexões
 elétricas.
Embora esse procedimento não garanta a pressão de contato, se for tomado o cuidado de:
• lubrificar previamente o parafuso e a porca;
• apertar os parafusos de forma seqüencial,
consegue-se uma pressão de contato adequada.
6.3 Procedimento para aperto dos parafusos
Quando existe mais de um parafuso na junta o aperto deve obedecer aos seguintes passos:
• Lubrificar o parafuso e a porca;
• Apertar manualmente, até onde possível;
• Para parafusos de Bronze ou Alumínio,
• Apertar com metade do torque recomendado,
• Para parafusos de Aço,
• Usar sempre molas Belleville e apertar até a metade da deformação pretendida,
• Seguir a seqüência de aperto mostrada na figura 6.4,
• Retornar ao primeiro parafuso da seqüência e apertar para o torque desejado (Bronze ou
Alumínio) ou para a deformação desejada na mola Belleville (Aço),
• Completar o aperto dos parafusos de acordo com a seqüência de aperto mostrada na figura 6.4.
Figura 6.4 – Sequência recomendada para aperto dos parafusos
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6.4 Ferramentas para aperto dos parafusos
6.4.1 Torquimetros
O torque aplicado num parafuso não é uma indicação segura da pressão de contato exercida, posto que
cerca de 90% desse torque é usado para vencer o atrito da cabeça do parafuso contra a superfície e o atrito da
rosca na porca. Assim se o parafuso não for lubrificado previamente, aplica-se o torque e obtém-se uma
determinada pressão de contato. Com o parafuso lubrificado e aplicando-se o mesmo torque obtém-se uma
pressão de contato que pode ser até 40% maior. No entanto se o processo de lubrificação dos parafusos for
sempre o mesmo, a medição do torque aplicado assegura a repetibilidade da pressão de contato nas juntas.
Figura 6.5 – Torquimetros
6.4.2 Chaves
O aperto das conexões elétricas geralmente é feito manualmente eexistem diversos tipos de ferramentas
aplicáveis.
Figura 6.6 – Chaves fixas e soquetes
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7 Juntas preformadas
Em barramentos flexíveis e linhas aéreas são muito empregadas as conexões preformadas. Essas
conexões consistem em um conjunto de varetas previamente formadas em liga de cobre (copperweld), liga de
alumínio (alumoweld) ou aço galvanizado. Esses fios tem um diametro em torno de 2,54 mm e ao serem
colocados sobre o condutor aderem sobre ele.
Tabela 7.1 – Varetas usadas em conexões preformadas
Módulo de Elasticidade
(Gpa)
Diâmetro nominal da vareta
(mm)
Alumoweld Copperweld Aço
2,59 137 126 140
2,90 137 122 135
3.26 133 120 135
3,66 127 115 135
4,12 120 110 135
A pressão de contato é estabelecida pelo atrito entre as varetas preformadas e a superfície do condutor.
Quanto mais o condutor for tracionado, maior se torna pressão de contato. Esse tipo de junta serve tanto para
emenda de cabos rompidos, como para fixação em pontos de suspensão e pontos de ancoragem.
No entanto as derivações de ramais para equipamentos e descidas de barramento ainda são feitas com o
uso de conectores aparafusados, posto que nesse tipo de conexão não existe suficiente tração no condutor para
fornecer a necessária pressão de contato.
Figura 7.1 – Conector usado para descidas e derivações de barramento flexível
Figura 7.3 – Conexão preformada para ponto de suspensão
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Figura 7.2 – Varetas de copperweld para reparo ou emenda em cabos de cobre
Nos pontos de suspensão dos cabos pelos isoladores de disco existirá uma concentração de pressão que
pode provocar fissuras nos fios que compõem o condutor. Assim é usada uma conexão preformada. Essa
conexão utiliza um manguito de neoprene que envolve o cabo e fornece um efeito amortecedor de vibrações e
sobre esse manguito e sobre o cabo são instaladas as varetas 14.
 
14
 Mais informações sobre conexões preformadas podem ser encontradas em www.ritz.com.br e www.saprem.com
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8 Juntas por compressão
As juntas por compressão consistem de uma forma de cobre ou alumínio, dependendo do tipo de condutor
a conectar, onde os condutores são inseridos e depois submetidas a uma ferramenta de pressão que os
comprime. Com isso consegue-se a pressão de contato desejada. Os condutores devem ser previamente limpos,
tratados com composto selante adequado ao material condutor e ao efetuar a compressão o excesso de composto
é forçado a penetrar no espaço entre os fios. Dessa forma se evita a corrosão por “crevice”.
Figura 8.1 – Acessórios e ferramentas para juntas por compressão
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9 Juntas soldadas
Por juntas soldadas não se está considerando neste texto as soldas de estanho, posto que esse tipo de
solda tem uma temperatura de fusão muito baixa para uso em sistemas de potência mais elevada. As juntas
soldadas aqui consideradas são as que envolvem a fusão do metal dos condutores principais formando um corpo
único. Na região da solda o metal condutor apresenta características diferentes do metal dos condutores
principais devido ao processo de fusão e resfriamento. Pode ocorrer recozimento de pequenas regiões no
condutor principal devido ao calor gerado durante a solda. Na junção é metal formado pela fusão que conduz a
corrente, assim a região de solda deve ter pelo menos a mesma seção reta dos condutores principais
9.1 Juntas soldadas em cobre
As juntas soldadas são realizadas com um processo de solda denominado “Thermit” que consiste na
junção de condutores de cobre através da fusão de óxido de cobre derretido na presença de pó de alumínio. O pó
de alumínio é altamente inflamável e uma vez iniciada a reação de redução do alumínio o óxido de cobre é fundido
e o cobre se deposita numa cavidade unindo-se aos condutores que se quer juntar.
Figura 9.1 – Juntas soldadas em cobre
O uso das juntas soldadas é mais comum em sistemas de aterramento do que em barramentos.
9.2 Juntas de alumínio soldadas
A solda do alumínio é muito usada no caso de barramentos tubulares. O alumínio é cortado de modo a
produzir um chanfro com ângulo de 45° e as duas peças são limpas para remover óxido de alumínio e resíduos de
óleo. A remoção do óxido de alumínio se faz necessária pois o alumínio funde a uma temperatura mais baixa do
que o óxido de alumínio e assim qualquer resíduo de óxido impedirá a penetração adequada do material fundido
no processo de solda. Depois da limpeza a região de solda é protegida com um jato de gás argônio e a solda
elétrica é feita usando-se fios de liga de alumínio especiais.
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10 Medição de Resistência de Contato
O calor dissipado pelas perdas por efeito Joule é dada pelo produto da resistência pelo quadrado da
corrente. Nas conexões a resistência de contato é muito mais elevada do que a resistência de um comprimento
equivalente de condutor. A forma mais conveniente de avaliar uma conexão é medir diretamente a resistência de
contato. No entanto a resistência de contato varia de 50 a 100 µΩ e assim a medição é bastante complexa,
existindo medidores especiais para essa tarefa, o Ohmímetro Ducter 15.
No Ohmímetro Ducter a resistência de contato é medida com correntes de valor relativamente alto (até
100 A em corrente continua). Como a resistência de contato é muito baixa, da ordem de 50 a 150 µΩ, a
resistência de contato do próprio ohmímetro poderia levar a um erro. Por isso são utilizadas 4 pontas de prova,
sendo duas de corrente e duas de potencial. As pontas de prova de corrente são ligadas por meio de um grampo
C ao barramento. As pontas de prova de potencial são ligadas diretamente ao barramento, conforme mostrado
na figura 10.1. Dessa forma a queda de tensão medida no microvoltímetro será apenas a queda de tensão na
resistência de contato e não incluirá as quedas de tensão nas junções dos grampos C. A resolução desse
ohmímetro é de 0,1 µΩ e o aparelho é capaz de medir até 600 µΩ.
Figura 10.1 – Ohmímetro Ducter 16
 
15
 Medeiros Filho, S. – Fundamentos de Medidas Elétricas – UFPb – Recife - 1979
16
 Biddle DLRO - Digital Low Resistance Ohmmeters – AVO International - http://www.omnicontrols.net/Biddle-DLRO.pdf
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11 Medição de temperatura de conexões
A finalidade de uma conexão elétrica é a de efetuar a passagem de corrente de forma quase tão
satisfatória quanto o próprio condutor. No entanto a resistência de contato é superior à resistência ohmica de um
trecho equivalente de condutor e assim as perdas por efeito Joule são mais elevadas. Com a área lateral é
praticamente a mesma, a elevação de temperatura será maior. A área de contato da junta (ou seja o
comprimento de condutores sobrepostos) é projetada de modo que esse efeito seja minimizado, de forma que a
elevação de temperatura na junção acaba sendo apenas de 2 a 3 °C acima da temperatura do condutor.
Como a medição da resistência de contato requer o desligamento do barramento, a medição da
temperatura nas conexões acaba sendo então uma forma indireta de controlar o estado das conexões.
11.1 Etiquetas sensíveis à temperatura
Etiquetas adesivas fabricadas com materiais sensíveis à temperatura podem ser